济南大学
化工设计
题目：年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计
学生姓名：王宗浩张军
同组人：王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨
指导教师：陈中合
学院：化学化工学院
班级：化工1201
提交日期：2014.12.16
小组具体分工
王宗浩、王维、杨文革:
设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。
张军、姚甜慧：
物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。
赵连雨、岳晓菲：
工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。
肖蕾、张广文、王子铖：
相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录
1.概述 (5)
1.1乙苯的简介 (5)
乙苯的主要性质 (5)
乙苯的主要用途 (6)
1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6)
1.3 生产技术现状与开发动向 (7)
1.3.1 生产技术现状 (7)
1.3. 2 技术开发动向 (9)
1.3.3 国内技术开发现状 (10)
1.3.4 结语 (11)
2 可行性报告 (11)
2.1市场供需状况 (11)
2.2建厂条件 (15)
2.2.1 地理环境 (15)
2.2.2 自然资源 (16)
2.2.3 气候 (16)
2.2.4 交通条件 (16)
2.2.5 配套设施 (16)
2.3 结语 (17)
3 乙苯的工艺设计 (18)
3.1 工艺计算书 (18)
3.1.1 计算条件及基准 (18)
3.1.2. 物料衡算 (19)
3.1.3 热量衡算 (26)
3.2 设备计算 (35)
3.2.1取设计裕量为5% (35)
3.2.2 (35)
3.2.3 乙苯精馏塔 (44)
3.2.4 管道计算 (45)
3.2.5设备设计成果一览表 (45)
3.2.6 管道设计成果一览表 (46)
3.3 化工设计图 (47)
3.3.1 物料流程图 (47)
3.3.2 带控制点的物料流程图 (48)
3.3.3管道布置图 (49)
3.3.4车间布置图 (49)
4 生产操作制度 (50)
4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (50)
4.2安全投入保障制度 (51)
4.3 安全生产目标责任制考核制度 (52)
4.4 安全培训教育制度 (53)
4.5 安全生产检查制度 (54)
(一)任务与要求 (54)
(二)形式与内容 (54)
4.6 防火防爆安全管理制度 (55)
(一)生产装置 (55)
(二)动火、用火安全管理制度 (56)
4.7 安全设施管理制度 (58)
4.8 关键装置和重点部位（岗位）管理制度 (60)
4.9 生产设施安全拆除和报废管理制度 (61)
4.10 应急救援管理制度 (63)
4.11 环境应急监测方案 (65)
5 环境检测保护 (65)
5.1 环境空气现状评价及影响评价表明： (65)
5.2 地表水环境现状评价及影响分析表明： (66)
5.3 地下水环境现状评价及影响分析表明： (67)
5.4 噪声环境影响评价表明： (67)
5.5 固体废物环境影响分析表明： (67)
5.6 施工期环境影响分析表明： (67)
5.7 环境风险影响评价表明： (67)
5.8 生态环境影响分析表明： (68)
5.9 污染防治措施及其经济技术论证表明： (68)
5.10 清洁生产分析表明： (68)
5.11 污染物总量控制分析表明： (68)
5.12 环境经济损益分析表明： (68)
5.13 环境管理及监测计划表明： (69)
5.14 厂址选择及项目建设的合理性分析 (69)
5.15 评价总结论 (69)
6 尾气废物处理 (69)
6.1 废气 (69)
6.2 废水 (70)
6.3 固体废物 (70)
6.4 噪声 (71)
7 化工设计预算 (71)
7.1车间成本估算 (71)
7.2设备预算 (72)
7.3 地皮及水电估算 (72)
7.4 收益估算 (73)
7.5 投资与成本分析 (73)
8 参考文献 (73)
1.概述
1.1乙苯的简介
乙苯的主要性质
乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。
表1.1 乙苯的其它性质
序号常数名称计量单位常数值备注
1 分子量106.16
2 液体比重0.882 0℃
3 沸点℃136.2 101325Pa
4 熔点℃-94.4 101325Pa
5 液体热容量kJ/（kg K） 1.754 298.15K
6 蒸汽热容量Kcal/（kg K）0.285 27℃
7 蒸发热kJ /mol 35.59 正常沸点下
8 液体粘度104kgSee/M20.679 20℃
9 生成热Kcal/mol 2.98 20℃
10 在水中溶解度
11 燃烧热Kcal/mol 1101.1 气体
12 闪点℃15
13 自然点℃553.0
14 爆炸范围%(体积) 2.3～7.4
乙苯的主要用途
乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料。
1.乙苯的生产方法及特点。
到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化反应来生产的。由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个阶段,即由三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM - 5沸石为催化剂的气相烷基化法以及由Y - 沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术制乙苯的研究也取得了进展。
1.2 AlCl3液相法制乙苯
2.1 AlCl3法
AlCl3法采用的是典型的Friedel - Crafts工艺,用AlCl3配合物为催化剂。反应的副
产物主要为二乙苯和多乙苯,有AlCl3液相法和均相AlCl3法之分。
2.1.1 AlCl3液相法
传统的AlCl3液相法是DOW化学公司于1935年开发的最早的乙苯生产工艺,在
工业生产中占有重要地位。国外多家化学公司都在此基础上开发了自己的技术(Basf 、Shell 、Monsanto 、UCC 等) 。其中,使用最广泛的是UCC/ Badger工艺。传统的AlCl3液相法使用AlCl3 - HCl催化剂, AlCl3溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成络和物。该络和物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系,同时通入乙烯气体,在温度130℃以下,常压至0.15MPa下发生烷基化反应,生成乙苯和多乙苯,同时,多乙苯和乙苯发生烷基转移反应。反应器中乙烯与苯摩尔比为0.30～0.35 ,乙烯转化率接近100%,烷基化反应收率为97.5%。催化剂、苯、多乙苯循环使用,每吨乙苯副产焦油1.8～2.7kg。此反应中苯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应在一台反应器中完成。为限制多乙苯的生成,必须控制乙烯与苯的比例。工业生产装置控制乙烯与苯的分子比为0.3～0.4 左右。反应产物的平衡成只与反应混合物中烷基和苯核有关。工艺流程见图1。 1.1.2 均相AlCl3法
由于传统的AlCl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出了均相AlCl3法。该工艺通过控制乙烯的投料,使AlCl3催化剂的用量减少到处于溶解度范围内,使反应可以在均一的液相中进行,提高了乙苯的产率。反应温度为160～180℃,压力0.6～0.8MPa ,乙烯与苯的摩尔比为0.8。均相AlCl3法进料乙烯浓度范围可为15%～100%。当用稀乙烯为原料时,原料气中H2S、O2、CO2和H2O均需净化至质分数约为5×10?6以下。 1.2 Mobil - Badger气相法
1976 年由Mobil 和Badger公司合作开发了以高硅ZSM - 5沸石为催化剂制乙苯的气相法。1980年在美国Hoechst公司实现了工业化,年产47.3万吨乙苯。实际生产中,反应器有两种工艺。一是回收的多乙苯进入同一反应器。另一种是进入另外一个烷基化反应器。苯在温度为400 ℃左右,压力为1.2～1.6MPa下,以气相进入顶部床层,进行气相烷基化反应,同时也进行烷基转移反应。苯与乙烯的重量综合比为18.5 ,乙烯转化率达99.8 %。苯循环,回收后的多乙苯进入烷基转移反应器进行烷基转移反应。其操作条件为：压力0.6～0.7MPa ,温度440～445℃,苯与多乙苯分子比为(1～1. 52) :1 ,苯单程转化率为15%(Wt ) ,乙苯收率为98%。该工艺可以用浓乙烯为原料,也可用稀乙烯混合气体为原料,但在处理FCC干气或焦炉尾气原料时，为了延长催化剂单程寿命,需对原料进行严格精制(原料气中丙烯、H2S、O2和H2O等杂质均需净化至质量分数均为10?5以下) 。该工艺装置投资和能耗相对较高(苯单耗0.749t/ t乙苯,乙烯0.168t/ t乙苯)。第一套利用炼厂气为原料生产乙苯的工业化试验装置建成于1977年,并于1991年在英国Stanlow建成投产了16万吨/年乙苯的第一套大型工业装置。工艺流程见图2。 1.3 Unocal/Lummus/ UOP液相法
20 世纪80 年代以来, 美国Unocal/Lummus/UOP公司联合开发了固体酸催化剂上苯与乙烯液相法制乙苯的新技术,以USY沸石为催化剂,Al2O3为粘合剂。在232～316℃和2.79～6.99MPa下进行反应, 苯的质量空速2～10/h ,苯/乙烯摩尔比4～10。
该法不产生污染环境的废料, 反应温度低(一般不超过300℃) ,乙苯中二甲苯杂质含量仅为20～40×10?6,远远少于气相法。催化剂的运转周期可长达一年, 对原料纯度要求不高。使用后的催化剂可以进行器外再生,再生条件缓和,使用寿命可达3年。1990年在日本Oita第一套工业装置投产,年产21.2万t乙苯。世界上正式投产和正在组建中的装置有二十多套。但该法只能用于浓乙烯的烷基化反应,而不适合FCC干气或焦炉尾气原料。
3 乙苯是重要的基本有机原料之一，大约99. 89%用于苯乙烯生产，少量用作溶剂。据有关资料统计，2003年全球乙苯消费量为26. 27 Mt，近年来随着全球苯乙烯衍生物聚苯乙烯(EPS)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯(ABS)树脂等需求增长速度的加快，苯乙烯需求量不断增加(其中亚洲地区对苯乙烯的需求较大)，导致乙苯需求量持续增加。预计至2008年，全球乙苯需求量将达31. 35 Mt, 2008-2013年间需求增长率按2. 8%计，至2013年乙苯需求量将
达到35. 98 Mto
1.3 生产技术现状与开发动向
1.3.1 生产技术现状
乙苯工业化生产主要采用苯和乙烯烷基化法工艺，少量来自炼厂的C8芳烃馏分分离工艺。根据反应状态不同，烷基化工艺可分为液相法和气相法。液相法典型工艺技术包括传统A1C1j法、改良A1C1;法、Y型分子筛法、MCM - 22分子筛法以及日分子筛法。气相法则包括Alkar法、ZSM一5分子筛法等。
传统的A1C13液相烷基化工艺因反应介质腐蚀性强、污染严重、AICI，用一量大、物耗及能耗很高等原因，逐渐被美国Monsanto公司开发的改良A1C13
法(即高压均相烷基化工艺)所取代。改良A1C1:法催化剂用量仅为传统法的1/3，但该方法仍存在腐蚀及废水处理问题，另外设备投资也较大。20世纪80年代美国Unocal公司开发成功Y型分子筛及相应液相烷基化工艺，随后ABB Lummus Global和UOP得到了该工艺的许可，因此又称为Lummus/UOP工艺。该工艺使用两个反应器，一个用于苯的烷基化，另一个用于二乙苯的烷基转移:为了使收率最大化，反应器在接近于反应混合物临界温度的条件下进行操作。典型的反应温度低于270℃，操作压力约为 3. 8 MPa.由干Y型分子筛活性高、稳定性好，且具有良好的烷基化与烷基转移活性，因此提高了乙苯选择性，延长了催化剂使用寿命，且无设备腐蚀和环境污染，设备可全部采用碳钢材料。该工艺的改进技术EB One工艺已于1990年在日本大分地区的装置上使用。
Mobil和Badger公司开发的基于MCM一22和TRANS - 4沸石催化剂的液相烷基化制乙苯工艺，称为EBMax工艺，该工艺于1995年实现工业化。该工艺的特点是可在较低的苯与乙烯比下操作。传统的沸石催化剂需要5一7倍化学计量的过量苯，而采用MCM - 22沸石催化剂则只要过量3一4倍即可，因而下游蒸馏工序设备尺寸和投资费用均可减少，多乙苯和乙烯低聚物之类的副产物比同类技术少1/2以上，因而产品纯度相对较高。由于反应在适中的温度和压力下操作，故不存在结焦问题，催化剂运行周期超过2年。1997年推出的MobilTRA - 4烷基转移一4)催化剂用于液相烷基转移反应体系，可使多乙苯与苯进一步转移为乙苯。将MCM一22沸石催化剂和TRA一4催化剂结合起来可简化乙苯装置，并可降低其投资费用。采用Ebmax工艺的原料及公用工程消耗为:每吨乙苯消耗乙烯0. 266 t、苯0. 739 t、高压蒸汽1. 33 t，同时产出中压和低压蒸汽1. 69 t，公用工程可在特定的地点条件下加以优化。该工艺已成为目前工业化生产乙苯的先进工艺。
20世纪90年代初，CD Tech与Lummus公司共同开发了催化精馏制乙苯工艺，称为CD一Tech工艺。该工艺将Y型分子筛催化剂与催化蒸馏技
术相结合，工艺流程与Lummus/UOP工艺相同，主要差别是反应器设计。该反应器中将烷基化反应器与苯汽提塔合二为一，可同时进行催化反应和蒸馏操作。该工艺的主要优点是乙苯收率高，可达99.5;反应温度和反应压力低;催化剂稳定性良
好，再生周期在2年以上;催化蒸馏催化剂不会因原料中的硫化物和水分而中毒;能耗低等。该工艺的原料及公用工程消耗为:每吨乙苯消耗乙烯266 kg ,苯739 kg、电27 kw·h、冷却水9 m'、热油2.9 GJ,同时输出蒸汽1.5 t。
气相法制乙苯的Alkar烷基化工艺由UOP公司于1960年开发成功并实现工业化。该工艺采用的催化剂是BF;一Alz 03，原料可以使用低浓度乙烯，催化剂没有腐蚀性，不足之处是技术经济指标较差，不适于大规模生产。20世纪70年代，Mobil和Badger公司开发成功具有择形催化作用的ZSM一5分子筛，并于1980年建成了世界上第一套以ZSM -5分子筛为催化剂的气相法乙苯装置。该法解决了催化剂与反应物的分离问题，具有无腐蚀、无
污染、流程简单、热能回收利用率高等优点。1976年美国德州Cosden公司原采用Alkar法的乙苯装置改造为采用ZSM一5分子筛催化剂，以含量为15%的稀乙烯为原料，乙苯收率几乎达到100%随后Mobil公司又分别推出了第二代和第三代工艺。这些新工艺改进了再生周期，提高了产率。催化剂再生周期从原来的60天提高到1年以上，产率提高到99.5 %以上，而重芳烃和二甲苯的选择性降低了50%以上。
1.3. 2 技术开发动向
主要集中于两方面，一是对传统工艺中的催化剂进行改进;二是对生产工艺进行改进和开发。
在催化剂改进方面:UOP和Polimri公司等开发了新型的β沸石催化剂。前者研发的β沸石催化剂可以减少副产物1,1一二苯乙烷(DPE)的生成量，提高苯的利用率，生产高纯度乙苯。与传统的Y型沸石催化剂相比较，采用Y型沸石催化剂时约有质量分数0. 65%的DPE和0. 55%的重组分生成，导致总损失量为1.2%，而用日沸石作催化剂时只有约0. 4%的DPE和约0. 1%的重组分生成，总损失量只有0. 5% o Polimri公司开发的PBE系列催化剂包括PBE1和PBE2，其中PBE2烷基转移专用催化剂，可以在更缓和的反应条件下实现二乙苯( DEB)烷基转移，对乙苯生产的总体经济性具有一定优势。
最近，Mobil和Badger公司也开发了基于MCI}I一56分子筛催化剂的液相烷基化制乙苯工艺，据称该催化剂与MCM一22分子筛催化剂具有相同的拓扑结构，且比MCM一22,3沸石等具有夕高的乙苯选择性。
Final公司开发的具有单斜晶结构的Pentsil 五元环分子筛气相烃化催化剂，在适当的苯与k比及其它反应条件下，生成的产物中二甲苯质量J数小于0. 06 % , DEB质量分数小于0. 2%。DEB口采用Y分子筛经液相烷基转移生成乙苯ExxonMobil公司将二氧化硅粘合的小晶仁ZSM一5沸石催化剂用于苯的乙基化反应，增加JDEB生成物中对二乙苯(P一DEB)的含量，从而仁随后的DEB 转化成乙苯变得容易。研究表明，t氧化铝粘合的催化剂复合物相比，该二氧化硅粘G的催化剂有较强的抗结焦性，催化剂寿命延长，烷羞化产物中的二甲苯质量分数不大于9×10-4，同时渣油的质量不分数大于0. 3%。
在生产工艺改进和开发方面:由于干气制乙奇可以充分利用干气中的乙烯资源，降低生产成本，褪领域的研究较活跃。例如，中国科学院大连化学书理研究所开发的以FCC装置干气中稀乙烯为原米制乙苯的催化剂及工艺已处于国际上研发的领先沙平。该所先后开发出四代催化剂工艺技术。工艺催化剂由CDM高硅沸石和粘结剂经特殊方泄制得，具有低温活性高、选择性好和寿命长等特点用于固定床和催化蒸馏反应工艺中，可大大降低锡基转移和烷基化的反应温度，可显著提高乙苯产品的质量，其中第三代技术和第四代技术更具有特色具有低温活性高、选择性好、寿命长的特点，大幅度降低了反应温度和产品中二甲苯含量(小于6x10-5)，提高了乙苯纯度，降低了过程能耗，已被我国石化企业陆续采用。目前该所正在开发自热式变相催化分离制乙苯第五代技术，现已通过小试研究.据称该小试在160℃低温反应条件下进行，无需夕}界加热，可直接利用乙烯与苯反应的生成热实现FCC干气制乙苯的反应和分离，大幅度降低了过程能耗和物耗，由于反应温度大幅度降低，乙苯产品中二甲苯含量仅为((3~5) x10-5，生产装置投资可大大降低。
此外，ABB Lummus公司也开发了干气制乙苯两段烷基化工艺[s}，在第一烷基化反应区，乙烯的转化率约为80%，两段总乙烯转化率超过99.9% ,第一段催化剂使用量只为传统工艺的一半以下，第二段催化剂用量为传统工艺用量的5 % ; ExxonMobil公司采用低硅铝比、高活性的大孔固体酸烷基化催化剂(最好为β分子筛，硅铝比为(5:1) (50:1))，在130℃,1. 59 MPa、重时空速为1~20h-1(苯为液态)的条件下，先将干气中的丙烯与苯反应，促进丙烯烷基化(该过程对乙烯
烷基化不起作用)，生成异丙苯和除去丙烯的稀乙烯流。稀乙烯流再和苯进行烷基化生成乙苯。该工艺可达到脱除丙烯和丙烯利用的双重效果，使稀乙烯和稀丙烯原料不经分离直接利用。
Final公司采用钵改进的p沸石催化剂(日沸石分子筛中的Ce : A1 = 0. 25一5.0)开发了超临界烷基化工艺[}o,y。原料苯与乙烯比为1~15，在320~350℃,3. 8~5.
9 MPa下进行烷基化反应，在超临界条件下，与不改性的a沸石相比，钵改性的a沸石可保持a结构的完整性;与斓改性的a沸石相比，采用钵促进的a沸石显著降低副产物;超临界工艺比液相法工艺具有更低的苯与乙烯摩尔比。此外，Final 公司还开发了气相和液相组合工艺。苯和乙烯首先在Slicalite沸石上进行气相烷基化反应，接着在液相或超临界条件下进一步发生烷基化反应，随后进行乙苯回收和产物的烷基转移反应过程。采用Sili-calite沸石可使苯与乙烯比降低25 %，显著降低多烷基芳烃，尤其是一二甲苯和高沸点烷基芳烃组分的产率。Mobil公司开发的烷基转移和烷基化组合工艺(is}，可以提高原料利用率，降低了副产物产量。
Dow化学和Snamprogetti公司正在联合开发以乙烷为原料制乙苯的工艺路线。该工艺采用以稼锌为助催化剂的丝光沸石催化剂，乙烷首先在第一台反应器中催化脱氢，产生的稀乙烯与苯一起直接进人第二台反应器生产乙苯。由于采用700℃的缓和裂解条件(而蒸汽裂解技术则需800~875℃)，因此当大规模催化脱氢生产乙烯时，该工艺的经济效益优于传统蒸汽裂解技术。自2002年以来，一直运转着一套试验装置。该工艺的难点是乙烷脱氢装置的投资费用较高，且乙烯转化率和生成乙苯的选择性均较低，因此只有在富产乙烷的地区才具有吸引力。
另外荷兰DSM公司也在开发以蒸汽裂解副产的粗C4物流为原料制乙苯工艺。该工艺的第一步反应为丁二烯环化二聚生成4一乙烯基环己烯(4-VCH)，催化剂为二亚硝基铁一锌。当丁二烯转化率为95%时，4一VCH的选择性为100%:第二步脱氢反应在填充管反应器中进行。当4一VCH转化率为100%时，乙苯选择性为98 %。
1.3.3 国内技术开发现状
石油化工科学研究院开发了AEB系列日分子筛催化液相合成乙苯催化剂及其循环固定床成套技术。2000年分别采用AEB一2和AEB一1烷基化催化剂和烷基转移催化剂用于燕山石油化工公司化工一厂的60 kt/a苯乙烯装置的乙苯单元改造，改造后的乙苯生产能力达到89 kt/a。
2004年采用AEB一6型烷基化催化剂和AEB一1型烷基转移催化剂用于齐鲁石化塑料厂的200 kt/a乙苯一苯乙烯装置扩能改造，彻底解决了原AIC13工艺带来的设备腐蚀、环境污染、非计划停车多的问题。
上海石油化工研究院开发了AB一96气相烷基化制乙苯催化剂，于1999年成功应用于盘锦乙烯工业公司的660 kt/a乙苯引进装置，在此基础上又研制成功AB一97气相烷基化催化剂和AB一97一T气相烷基转移催化剂，并在大庆石化和广州石化的工业装置上成功应用。以该系列催化剂为基础的乙苯成套技术在丹阳集团建成了巧kt/a工业装置，在常州东昊建设了160 kt/a工业装置。
2002年燕山石化公司与北京服装学院合作完成了400 t/a干气制乙苯的中试试验，通过了中国石化集团公司的技术鉴定。
大连化学物理研究所研发的FCC干气制乙苯技术于1993年在抚顺石化公司石油二厂建成30ktla工业化试验装置，随后又应用于大庆林源(30kt/a)和大连石化公司(100 kt/a)乙苯装置。2003年采用第三代技术对抚顺的30 kt/a进行了60 kt/a 扩能改造，并将应用于锦西炼油化工总厂60 kt/a和锦州分公司80 kt/a装置，最近还拟与林源石化总厂和海南炼油厂分别签订100 kVa和80 kt/a装置的技术转让合同。
1.3.4 结语
面对我国乙苯一苯乙烯生产现状，有关专家指出，应尽快采用先进技术对现有装置进行技术改造，逐步提高装置的生产规模和工艺技术水平，增强我国乙苯一苯乙烯生产在国内外市场上的竞争力。目前，我国乙烯资源供不应求，而催化裂化干气资源却相对丰富，但利用率较低，因而有干气资源的炼油企业应利用好干气制乙苯的生产技术，为苯乙烯生产提供更多的原料。
2 可行性报告
2.1市场供需状况
据统计，2003年全球乙苯生产能力达2. 837 3Mt/a，其中亚洲占36. 0%、北美占28. 6%、西欧占24. 2%、中东占4. 8%、大洋洲及其它地区占6.4% o乙苯生产与苯乙烯的供需密切相关，随着近期全球的苯原料价格大幅度上涨，苯乙烯市场供应趋于紧张，有关专家预测，至2008年前，全球苯乙烯的供应将持续紧张，随着亚洲和中东地区一些项目于2006-2007年间投产，2008年后供需状况将得到
缓解。2003-2008年间，预计全球乙苯产能增长率约为5. 2%，至2008年产能将达到3. 655 Mt/a，同年乙苯需求量预计为3. 135 Mt，届时全球乙苯产需将基本平衡。2008-2013年间乙苯产能增长率预计为0. 7%，乙苯产能将达到3. 784 Mt/a。表1为
2005年4月统计的2005-2007年间国外乙苯一苯乙烯装置扩建情况。
我国乙苯生产厂商约有10家，2003年乙苯产量超过1 Mt，主要用于生产苯乙烯。由于我国昨乙苯一苯乙烯生产是联合运作模式，故乙苯的供需与苯乙烯市场密切相关。近年来随着我国对苯乙烯衍生物的需求不断增加，我国已成为世界上苯乙烯最主要的消费国之一，2003年我国苯乙烯表观消费量达3. 6 Mt，产量远远不能满足需求，大部分直接依靠进口。2004年我国苯乙烯进口量达2. 889 Mt，而乙苯进口量仅1. 647 kt(不包括台湾地区).2004年底以后我国乙苯装置建设情况(2005年4月统计)如下:齐鲁石化210 kt/a采用石油化工科学研究院AEB一6和AEB一1催化剂，2004年底投产)、林源炼油厂100 kt/a大连化学物理研究所干气法，2006年10月投产)、中石化巴陵石化公司30kt/a(干气法，2005年完工)、台湾Formosa化学纤维公司(FCFC ) 600 kt/a ( Final/公司EB One技术，2004年下半年投产)、上海赛科公司500 kt/a(L11mmUS技术，2005年投产)、海南炼油厂80 kt/a大连化学物理研究所干气法，2006年底投产)、锦西石化总厂60 kt/a干气法,2005年开工建设)、锦州石化总厂80 kt/a(干气法，2005年投产)、中海油和Shell 公司在广东惠州合资的560 kt/ a(共氧化法，2006年投产)等，这些装置建成后将大大缓解苯乙烯的供需矛盾。
乙苯价格
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乙苯市场需求
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国内乙苯生产现状分析
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国内乙苯市场需求情况分析
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乙苯主要用作苯乙烯生产的原料，2002年全球乙苯消费量为2524．5万t，其中2521．8万t用于苯乙烯生产，占消费总量的99．89％；用作溶剂及其它为2．7万t，占0．1l％。
竞争结构分析
2013年乙苯区域市场分析
2012年全球乙苯市场发展预测
2.2建厂条件
2.2.1 地理环境
位于山东省东营市的广饶县广饶镇工业园，占地三万平方米。广饶县是隶属山东省东营市的一个市辖县，位于山东省中部偏北，东营市南部。地理坐标为东经118°17′～118°57′、北纬36°56′～37°21′之间。北连东营区，南靠
淄博市临淄区，东与潍坊市寿光市接壤，东南与青州市相接，西面和博兴县毗邻，东北部濒临渤海莱州湾。
2.2.2 自然资源
自然资源丰富。总面积为11.378万公顷，其中耕地、园地、林地及水域共8.38万公顷，占总面积的73.6%；城镇村、工矿及交通用地共1.65万公顷，占14.5%；未利用土地1.35万公顷，占11.9%。
水资源总量13.87亿立方米。地表水资源总量0.79亿立方米，年均径流深69.9毫米。地下水资源总量0.63亿立方米，年均降水总量6.41亿立方米，实际可利用水资源总量3.09万立方米，广饶县农业、工业、城镇居民、农村人畜等年用
水总量2.6万立方米。
2.2.3 气候
广饶县有小清河和支脉河两大水系的12条河流广饶县地处暖温带，属季风型气候，境内气候无明显差异。气候特征是雨、热同季,大陆性强（大陆度66.4），寒暑交替，四季分明。春季为3～5月，气温回暖快，降水少，风速大，气候干燥。夏季为6～8月，气温高，湿度大，降水集中，气候湿热。秋季为9～11月，气温急降，雨量骤减，天高气爽。冬季为12～2月，雨雪稀少，寒冷干燥。境内历年平均日照时数为2234.0小时，年日照极值2881.4小时。历年平均气温12.3℃，年平均最高气温18.8℃，年平均最低气温6.8℃。极端最高气温41.9℃，极端最低气温-23.3℃。降水量历年平均587.4毫米，多集中在6～9月。
2.2.4 交通条件
1991年，在中国率先实现村村通柏油路。1998年，广饶县通车里程860.3公里，其中有国道10.4公里、省道138.5公里、县道31.7公里、乡村道569.7公里、企业专用路110公里，公路密度76.5公里/百平方公里。营运车辆4600辆，年货运量424万吨，货物周转量3.86亿吨公里；客运量29.1万人次，客运周转量2798万人公里。
2.2.5 配套设施
广饶镇工业园已基本实.了道路、供水、雨排水、污排水、供电、、通讯、蒸汽“七通一平”.园区路网与经.区主干路网相通.与南侧的高速公路、西侧的北线公路、. 此可进入东营市及全国路网.公路运.条件极佳。
供电：500 千伏包家变.站位于规划区西北部.，该变电站可为.发区内大型工业用电负荷提供充沛电力资源。
供水：市综合供水能力达3万立方米/日，日平均供水量1.1万立方米，最高日供水量达2.2万立方米，供水服务面积78余平方公里，供水管网总长度100余公里。目前县城区集中供水水源均为地下水，井深200米至500米，取水层均为120米以下深层地下承压水。开发区负.将净水管线送到厂区红线. 水价格为工业用水0.13元/立方米
污水：经.区目前具有完整的污水处理系统. 区内工业.水收集后经.站送至化纤.水处理厂及市政污水处理厂。去年工业园区已建设50万吨/日的二级.水处理厂。
2.3 结语
经过各方面精细的调查，根据我国每年消耗乙苯总量及乙苯进口和生产总量调查分析，我国乙苯生产行业前景十分明朗，投资该行业风险较低，产量输出及生产工艺清晰，生产操作稳定，流程简单明了，极具发展潜力，且地理位置绝佳，交通便利，利于我厂的扩建及销售，关于环境保护，从设计工艺流程来看，此种生产乙苯的途径效率高，副产物低，产出污染物较少，尾气排放量低，几乎不破坏生态环境。总而言之，该项目建厂可行性极高，利润丰富，污染少，发展前景良好，是绝佳的投资项目。
3 乙苯的工艺设计
3.1 工艺计算书
3.1.1 计算条件及基准
设计条件
1. 一年工作日按300天计，一天以24小时计；
2. 苯单耗0.80吨(纯)/吨乙苯；
3. 精苯（原料苯）组成（质量%）：苯99.00%；甲苯0.95%；水0.05%；
4. 乙烯一次转化率100%（生成乙苯7
5.8%、二乙苯4.00%、三乙苯及树脂等2.50%）；
5. 机械损失1.5%；
6. 原料乙烯组成（mol%）：C2H4=95.00%、CH4=1.60%、C3H8=1.00%;
7. 催化剂络合物组成（质量%）：AICI3=25.00%、二乙苯51.70%、三乙苯23.30%；
9. AlCl3添加量为0.03吨/吨乙苯循环的AlCl3络合物量为0.35吨/吨乙苯;
10.烃化塔操作温度95℃,操作压力1.3atm,为简化计算,设:
(1) 甲苯不参加反应;
(2)乙苯以上按三乙苯计;
(3)新AlCl3络合物与循环络合物组成相同。
11. 冷凝器操作压力1.3atm,尾气在40℃下冷凝;
12. 进料温度：精苯及原料气25℃
循环苯25℃；
新AlCl3络合物65℃
循环络合物65℃
回流苯40℃
13. 乙苯纯度99.50%(质量%),尾气及其它损失的乙苯为产量的1%;
14. 烷基化反应器顶部蒸出的芳烃中苯占70%、甲苯占20%、乙苯占10%(质
量%);
15. 热损失为输出热的(5~10%);
16. 气体空塔速度W=0.1m/s;
17. 反应器生产强度为153kg~170kg/(m3.h)。
18. 用于吸收塔顶(烃化塔)尾气中的苯的二乙苯量为600kg/h,温度为25℃,该二乙苯溢流后进入烷基化液中。
3.1.2. 物料衡算
1、烷基化反应器工艺流程图
2. 物料平衡示意图
3. 过程的化学反应方程式
主反应: C6H6+C2H4→C6H5C2H5+Q
副反应: C6H5C2H5+C2H4→C6H4(C2H5)2+Q
C6H4(C2H5)2+C6H6→2C6H5C2H5+Q
4. 计算基准:以每小时生产乙苯量为基准(纯乙苯)
10000×1000÷(300×24)=1388.889kg/h
因损失的乙苯量为产量的1%则反应生成的乙苯量为:
1388.889÷(1-1%)=1402.918kg/h
5. 原料乙烯气进料量的计算
①乙烯理论消耗量为
1402.918×M乙烯÷M乙苯=1402.918×28÷106=370.582kg/h
②乙烯实际消耗量为：
370.582÷91%=407.233kg/h
③乙烯在生成物中的分配量为：
用于乙苯的量：407.233×91%=370.582kg/h
用于二乙苯的量：407.233×4%=16.289kg/h
用于三乙苯的量：407.2332×2.5%=10.181kg/h
总损失量为：407.2332×2.5%=10.181kg/h
合计: 407.233kg/h
④将原料乙烯气的mol%换算成质量%如下:
组分C2H4 CH4 C2H6 C3H8 合计
Mol% 95.00 1.60 2.40 1.00 100
质量% 94.95 0.91 2,57 1.57 100
如C2H4（质量%）=0.9500×28÷(0.9500×28+0.0160×16+0.0240×30+0.010×
44)=94.95%
⑤原料乙烯气总质量为：
407.233÷94.95%=428.892kg/h
其中：C2H4为：428.892×94.95%=407.233kg/h
CH4为：428.892×0.91%=3.903kg/h
C2H6为：428.892×2.57%=11.023kg/h
C3H8为：428.892×1.57%=6.734kg/h
6. 原料新鲜苯量的计算
①原料新鲜苯量:
因苯单耗为0.80吨/吨乙苯计(纯)故原料新鲜苯量为:
0.80×1402.918÷0.99=1133.671kg/h
其中:纯苯为1133.671×99%=1122.334kg/h
南京工业大学 化学化工学院 《化工过程与工艺设计》 设计题目乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 学生姓名吴美妍班级、学号化工100704 指导教师姓名林陵 设计时间 2013年 6 月27日-2013 年7月12日 课程设计成绩：
指导教师签字 目录 第一部分设计说明书 前言·······················错误!未定义书签。第一章概述····················错误!未定义书签。 工艺路线与产品················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。第二章原料与产品的性质··············错误!未定义书签。 原料性质···················错误!未定义书签。 产品性质···················错误!未定义书签。第四章安全和工业卫生···············错误!未定义书签。 第五章三废排放及治理方案·············错误!未定义书签。 第七章主要设备一览表···············错误!未定义书签。 表一非定型设备一览表（一）··········错误!未定义书签。 表二非定型设备一览表（二）·········错误!未定义书签。第八章原料、动力消耗及排出一览表·········错误!未定义书签。 第二部分设计计算书 第一章物料衡算··················错误!未定义书签。 第二章主要设备物料衡算、热量衡算和设备计算····错误!未定义书签。 进料泵····················错误!未定义书签。
苯甲醇与苯甲酸的制备实验 一、实验原理 利用坎尼扎罗（Cannizzaro）反应由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。 坎尼扎罗反应是指无α－活泼氢的醛类在浓的强NaOH 或 KOH 水或醇溶液作用下发生的 歧化反应。此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子醛被氧化成羧酸（在碱性溶液中成为羧酸酸盐），另一分子醛则被还原成醇。 主反应： 机理：醛首先和氢氧根负离子进行亲核加成得到负离子，然后碳上的氢带着一对电子以 氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。 二、反应试剂、产物、副产物的物理常数 三、药品
四、实验流程图 五、实验装置图 图 1 磁力搅拌器图2分液漏斗的振摇方法图3分液漏斗图4抽滤装置
六、实验内容 往锥形瓶中加12.0g(0.21mol) 氢氧化钾和12ml 水，放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶 解并冷至室温。在搅拌的同时分批加入新蒸过的苯甲醛，每次加入 2-3ml，共加入14g，0.13mol) 。加后应塞紧瓶口，若锥形瓶内温度过高，需适时冷却。继续搅拌 13.5ml( 约60min，最 后反应混合物变成白色蜡糊状。 (1) 苯甲醇 向反应瓶中加入大约 45ml 水，使反应混合物中的苯甲酸盐溶解，乙 醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。保存水溶液留用。 转移至分液漏斗中，用 45ml 依次用15ml25% 亚硫酸氢钠溶液及8ml 水洗涤乙醚溶液，用无水硫酸镁干燥。水浴蒸去乙 醚后，继续蒸馏，收集产品，沸程204-206℃，产率为75%。 纯苯甲醇有苦杏仁味的无色透明液体。沸点bp=205.4 ℃，折光率 =1.5463。 (2)苯甲酸 在不断搅拌下，往留下的水溶液中加入浓盐酸酸化，加入的酸量以能使刚果红试纸由红变蓝 为宜。充分冷却抽滤，得粗产物。 粗产物用水重结晶后晾干，产率可达80%。 纯苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点 mp=122.4 ℃。 （一）制备阶段 1.准备锥形瓶：一只100ml锥形瓶。 2.加药品与歧化反应：向锥形瓶中加12.0g氢氧化钾和12ml水，向瓶内放入一只搅拌子，然后将 锥形瓶放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。在搅拌的同时分批加入新蒸过的苯 甲醛，每次加入 2-3ml ，共加入 13.5ml( 约 14g， 0.13mol) 。加后应塞紧瓶口，若 锥形瓶内温度过高，需适时冷却。继续搅拌60min ，最后反应混合物变成白色蜡糊状。 【为避免歧化反应过快产生大量热量，造成温度过高增加氧化副反应，故需将苯甲醛分几批加 入】 （二）后处理阶段 1.分离苯甲醇 （1）加水溶解：向反应瓶中加入大约45ml水，使反应混合物中的苯甲酸盐溶解，转移至分液 漏斗中。 【在磁力搅拌器上尽量搅拌时间长一些，以保障苯甲酸钾盐充分溶解在水中，减少与苯甲 醇分子的包裹，有利于下一步的乙醚萃取】 （2）乙醚萃取：用45ml乙醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。保存水溶液留用（含有苯甲 酸钠盐）。 【每次萃取振荡时间不能过长，每振荡2-3 次，就要进行放气一次，如此重复2-3 次即可。避免漏斗内产生大量乙醚气体而喷出。】 （3）亚硫酸氢钠洗涤：用15ml25%亚硫酸氢钠溶液洗涤乙醚溶液，洗涤除去未反应的苯甲 醛。 【洗涤时振荡不能长时间振荡，避免下层的水中溶解过多的乙醚而降低亚硫酸氢钠在水中 的溶解度，可能达到饱和析出大量晶体。】 （4）水洗涤：8ml水洗涤乙醚溶液，除去上一步洗涤后残留的亚硫酸氢钠。 【因下一步紧接着的操作是干燥粗产品，所以水洗涤后应该多静止几分钟，再分去下层的 水层。】
济南大学 化工设计 题目：年产2万吨苯烷基化制乙苯的工艺设计 学生姓名：王宗浩张军 同组人：王子铖王维肖蕾杨文革姚甜慧岳晓菲张广文赵连雨 指导教师：陈中合 学院：化学化工学院 班级：化工1201 提交日期：2014.12.16
小组具体分工 王宗浩、王维、杨文革: 设备计算及一览表、管道计算及一览表、管道布置图、尾气处理。 张军、姚甜慧： 物料流程图、带控制点的物料流程图、车间布置图、生产操作制度。 赵连雨、岳晓菲： 工艺设计计算书、工程预算及环境监测保护。 肖蕾、张广文、王子铖： 相关技术概况、可行性报告、文献检索、选址、市场分析。
目录 1.概述 (5) 1.1乙苯的简介 (5) 乙苯的主要性质 (5) 乙苯的主要用途 (6) 1.2 AlCl3液相法制乙苯 (6) 1.3 生产技术现状与开发动向 (7) 1.3.1 生产技术现状 (7) 1.3. 2 技术开发动向 (9) 1.3.3 国内技术开发现状 (10) 1.3.4 结语 (11) 2 可行性报告 (11) 2.1市场供需状况 (11) 2.2建厂条件 (15) 2.2.1 地理环境 (15) 2.2.2 自然资源 (16) 2.2.3 气候 (16) 2.2.4 交通条件 (16) 2.2.5 配套设施 (16) 2.3 结语 (17) 3 乙苯的工艺设计 (18) 3.1 工艺计算书 (18) 3.1.1 计算条件及基准 (18) 3.1.2. 物料衡算 (19) 3.1.3 热量衡算 (25) 3.2 设备计算 (30) 3.2.1取设计裕量为5% (30) 3.2.2 (31) 3.2.3 乙苯精馏塔 (40) 3.2.4 管道计算 (41) 3.2.5设备设计成果一览表 (41) 3.2.6 管道设计成果一览表 (42) 3.3 化工设计图 (43) 3.3.1 物料流程图 (43) 3.3.2 带控制点的物料流程图 (44) 3.3.3管道布置图 (45) 3.3.4车间布置图 (45) 4 生产操作制度 (46) 4.1 获取和识别法律、法规及其他要求程序 (46) 4.2安全投入保障制度 (47) 4.3 安全生产目标责任制考核制度 (48) 4.4 安全培训教育制度 (49) 4.5 安全生产检查制度 (50)
一种苯甲醛的制备方法 一、技术领域： 本发明是一种生产广泛用于医药、染料、香料等有机合成重要中间体苯甲醛的生产新工艺。 二、背景技术及存在技术问题 现有苯甲醛生产技术普遍采用商品甲苯经沉降分离脱水后的甲苯和氯气在搪瓷反应釜内在普通光源的催化下，通过间歇式氯化反应制取苄叉二氯和苄基氯混合物，再通过间歇式分馏处理，得85%左右的苄叉二氯用纯碱溶液水解制的苯甲醛。 该工艺的主要缺点是： 1、该反应对铁杂质要求较高，瓷非常容易脱落，一旦搪瓷脱落，反应釜 会很快穿孔报废，同时由于搪瓷脱落后料液和铁之间接触后，苄基氯 会反应剧烈的聚会反应，有爆炸的危险。 2、传统工艺采用是通过静臵的方式粗略精致甲苯，这样处理过的甲苯水 含量通常在300ppm以上，这样在反应是会形成盐酸溶液，对设备产生 腐蚀，同时在金属酸溶液存在下，甲苯会发生苯环上氯代反应，不仅 降低了苄叉二氯的收率，而且形成难以分离的环氯副产物。 3、传统工艺采用普通全波段的光源，不仅选择性不好，氯的吸收效率也 较低） 4、传统方式间歇式分馏方式，不仅生产效率极低，而且分馏效果也比较 差，苄叉二氯中的苄基氯的含量在15%左右 5、由于苄基氯和苯甲醛的沸点几乎相同仅相差0.4度，采用传统的分馏 操作，很难使二者分离，传统工艺是通过苄基氯在12%的碳酸钠水溶 液中水解成苄醇，再通过分馏的方法提纯苯甲醛，这样，苄基氯就通 过纯碱转化成苄醇成为分馏后釜残废液了，不仅降低了苯甲醛的收率， 而且增加了污染。 三、技术方案 经过共沸脱水后的精致甲苯和氯气在特殊材质的反应器内，通过高压紫外灯（波长为400nm左右）轴向光照在95-110度之间反应生成苄基氯、苄叉二氯
苯甲醇和苯甲酸的制备 一．实验目的 1.学习由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的原理和方法 2.巩固机械搅拌器的使用 3.进一步掌握萃取、洗涤、蒸馏、干燥和重结晶等基本操作 4.学会低沸点溶剂的处理 二．实验原理 无α-H的醛在浓碱溶液作用下发生歧化反应，一分子醛被氧化成羧酸，另一分子醛则被还原成醇，此反应称坎尼扎罗反应。本实验采用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中发生坎尼扎罗反应，制备苯甲醇和苯甲酸。反应物加水溶解后，用乙醚加以萃取，乙醚层经洗涤、干燥、蒸馏，得到苯甲醇；水层经酸化得到苯甲酸。反应式如下： CHO 2+NaOH CH2OH + COONa COONa +HCl COOH+NaCl 苯甲醛如果长时间放置，会被空气氧化，因此存在以下的副反应：CHO +O 2 COOH 三．实验准备 1.主要试剂及仪器 1）试剂
苯甲醛10 mL （mol），氢氧化钠8g ，浓盐酸，乙醚，饱和亚硫酸氢钠溶液，10％碳酸钠溶液，无水硫酸镁。 2）仪器 100mL 圆底烧瓶，球形冷凝管，分液漏斗，直形冷凝管，蒸馏头，温度计套管，温度计（250℃），支管接引管，锥形瓶，空心塞，量筒，烧杯，布氏漏斗，吸滤瓶，表面皿，红外灯，机械搅拌器。 2.主要物料物理常数 四．实验装置及操作要点 制备苯甲醇和苯甲酸采用回流搅拌装置，实验装置如图1所示。乙醚沸点低，要注意安全。蒸馏低沸点液体的装置如图2所示。
图1.制备苯甲醇和苯甲酸的反应装置 图2.蒸乙醚的装置图 【干燥操作要点】 1.干燥剂不是越多越好 2.干燥操作在干燥的带有塞子的锥形瓶中进行。加入干燥剂后，加塞旋摇，放置一段时间，根据干燥情况补加。 3.干燥彻底，液体透明澄清，干燥剂棱角分明、不粘结一团、不粘在瓶壁上。 【蒸馏乙醚的操作要点】 1.在实验室使用或者蒸馏乙醚时，实验台附近严禁有明火。因为乙醚容易挥发，且易燃烧，与空气混合到一定比例时极易发生爆炸。 2.蒸乙醚时可在接引管支管上连接一长橡皮管通入水槽的下水管内或引入室外。 3.接收器用冷水浴冷却。
乙苯主要工业生产方法及其危险性分析 安全071 李锦洋 摘要：本文概括介绍了工业上乙苯的主要生产方法及对其中危险性的分析 关键词：工业生产、乙苯、烷基化、工艺技术、危险性 乙苯是生产苯乙烯的中间产品,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。目前在工业生产中,除极少数(≯4 %)乙苯来源于重整轻油C8芳烃馏份抽提外,其余90%以上是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应来制取。 1工业生产乙苯工艺 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化反应来生产的。由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个阶段,即由三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM - 5沸石为催化剂的气相烷基化法以及由Y - 沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术制乙苯的研究也取得了进展。 1.1法 法采用的是典型的Friedel - Crafts工艺,用配合物为催化剂。反应的副产物主要为二乙苯和多乙苯,有液相法和均相法之分。 1.1.1 液相法 传统的液相法是DOW化学公司于1935年开发的最早的乙苯生产工艺,在工业生产中占有重要地位。国外多家化学公司都在此基础上开发了自己的技术(Basf 、Shell 、Monsanto 、UCC 等) 。其中,使用最广泛的是UCC/ Badger工艺。 传统的液相法使用- HCl催化剂,溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成络和物。该络和物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系,同时通入乙烯气体,在温度130℃以下,常压至0.15MPa下发生烷基化反应,生成乙苯和多乙苯,同时,多乙苯和乙苯发生烷基转移反应。反应器中乙烯与苯摩尔比为0.30～0.35 ,乙烯转化率接近100%,烷基化反应收率为97.5%。催化剂、苯、多乙苯循环使用,每吨乙苯副产焦油1.8～2.7kg。此反应中苯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应在一台反应器中完成。为限制多乙苯的生成,必须控制乙烯与苯的比例。工业生产装置控制乙烯与苯的分子比为0.3～0.4 左右。反应产物的平衡组成只与反应混合物中烷基和苯核有关。工艺流程见图1。 1.1.2 均相法 由于传统的法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出了均相法。该工艺通过控制乙烯的投料,使催化剂的用量减少到处于溶解度范围内,使反应可以在均一的液相中进行,提高了乙苯的产率。反应温度为160～180℃,压力0.6～0.8MPa ,乙烯与苯的摩尔比为0.8。均相法进料乙烯浓度范围可为15%～100%。当用稀乙烯为原料时,原料气中、、C和O均需净化至质
乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书 一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。 4、了解气相色谱分析方法。 二、实验的综合知识点 完成本实验的测试和数据处理与分析需要综合应用以下知识： （1）《化工热力学》关于反应工艺参数对平衡常数的影响，工艺参数与平衡组成间的关系。 （2）《化学反应工程》关于反应转化率、收率、选择性等概念及其计算、绝热式固定床催化反应器的特点。 （3）《化工工艺学》关于加氢、脱氢反应的一般规律，乙苯脱氢制苯乙烯的基本原理、反应条件选择、工艺流程和反应器等。 （4）《催化剂工程导论》关于工业催化剂的失活原因及再生方法。 （5）《仪器分析》关于气相色谱分析的测试方法。 三、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响本反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢反应为吸热反应，?H o ＞0，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K p p ?= ???? ????可知，
提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp＝Kn= γ? ? ? ? ? ? ? ∑i n P 总可知，当?γ＞ 0时，降低总压P总可使Kn增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故需采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3、催化剂 本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 四、预习与思考 1、乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应?如何判断?如果是吸热反应，则反应温度为多少?实验室是如何来实现的，工业上又是如何来实现的? 2、对本反应而言是体积增大还是减小?加压有利还是减压有利，工业上是如何来实现加减压操作的?本实验采用什么方法?为什么加入水蒸气可以降低烃分压? 3、在本实验中你认为有哪几种液体产物生成?有哪几种气体产物生成?如何分析? 4、进行反应物料衡算，需要—些什么数据?如何搜集并进行处理? 五、实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见图1。 六、实验步骤及方法 1、反应条件控制 汽化温度300℃，脱氢反应温度540~600℃，水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)，相当于乙苯加料0.5mL／min，蒸馏水0.75 mL／min (50毫升催化剂)。 2、操作步骤 （1）了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。 （2）接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定的温度，同时打开冷却水。 （3）分别校正蒸馏水和乙苯的流量(0.75mL／min和0.5mL／min) （4）当汽化器温度达到300℃后，反应器温度达400℃左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应温度升至500℃左右，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540℃使之稳定半小时。 （5）反应开始每隔10~20分钟取一次数据，每个温度至少取两个数据，粗产品从分离器中放入量筒内。然后用分液漏斗分去水层，称出烃层液重量。 （6）取少量烃层液样品，用气相色谱分析其组成，并计算出各组分的百分含量。 （7）反应结束后，停止加乙苯。反应温度维持在500℃左右，继续通水蒸气，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水，并降温。
Cannizzaro反应—苯甲醇和苯甲酸 一、实验目的 1、掌握苯甲醇和苯甲酸的制备； 2、学习Cannizzaro（康尼扎罗）反应原理； 3、熟练掌握实验中的萃取、洗涤等基本操作。 二、实验原理 1、苯甲酸和苯甲醇的相关性质 2、Cannizzaro反应及反应机理 没有α-氢的醛，如苯甲醛，在强碱作用下，会发生分子间的氧化还原反应，一分子被还原成苯甲醇，另一分子被氧化成苯甲酸，即Cannizzaro反应。
反应机理： 3、本实验的相关反应 主反应： 副反应： 4、刚果红试纸 刚果红试纸是由刚果红溶液浸泡制成。刚果红呈枣红色粉末状，能溶于水和酒精，遇酸呈蓝色。它不仅能作染料，也用作指示剂。刚果红是酸性指示剂，变色范围为3.5到5.2，碱态为红色，酸态为蓝紫色。有人认为刚果红毒性很大，其实是错误的。刚果红能做为药剂成分．
三、实验装置示意图 四、实验步骤 1、加料，歧化反应：100ml锥形瓶中，加18gKOH ，18ml 水和10ml苯甲醛，该反应是 两相反应，不断振摇是关键。得白色糊状物。静置 2、萃取，分离：加水溶解，置于分液漏斗中。每次用20ml乙醚萃取，共萃取水层3次（萃
取苯甲醇），水层保留。 3、洗涤醚层：依次用亚硫酸氢钠(饱和)、10%碳酸钠、水各5ml洗涤醚层。除去苯甲醛, 酸性亚硫酸氢钠盐 4、干燥，蒸馏：用无水硫酸镁干燥半小时。水浴回收乙醚。用空气冷凝管收集苯甲醇 200-204℃馏分。N201.5396，约4-5g. 5、酸化，重结晶：浓盐酸酸化使刚果红试纸变蓝，冷却析出苯甲酸。必要时用水重结晶。.mp.121-122℃ 6、测折射率 五、注意事项 1．如果第一步反应不能充分振摇，会影响后续反应的产率。如混合充分，放置24小时后混合物通常在瓶内固化，苯甲醛气味消失； 2．用分液漏斗分液时，水层从下面分出，乙醚层要从上面倒出，否则会影响后面的操作；3．用干燥剂干燥时，一定要澄清后才能倒在蒸馏瓶中蒸馏，否则蒸出的产物不纯； 4．水层如果酸化不完全，会使苯甲酸不能充分析出，导致产物损失。
一、甲苯氯化水解法 1、工艺流程 甲苯控制条件进行侧链氯化，得到主要产物亚苄基二氯，再经酸性或碱性水 解及精馏可得苯甲醛，副产物苯甲酸。 酸性水解可用硫酸、磷酸、盐酸或甲酸等，并以锌或铁等金属盐为催化剂，如氢氧化锌、磷酸锌、月桂酸锌等，用量约为亚苄基二氯的 0. 05% ; 碱性水解 主要用碳酸钠（有的工厂用有几件替代可提高收率），在 70 ～ 80 ℃下水解 5 ～ 6 h，苯甲醛的收率为 96% ～ 97% 。 2、问题 A．水解法的废液处理有待解决 B．反应过程产生大量的氯化氢容易腐蚀设备及管道，对材质要求很高 C．产品含氯，不能直接应用于药品、香料的合成，必须增加产品精制工段，提高了产品成本 3、杭州电化集团的工艺改进 杭州电化集团有限公司所采用的新工艺是：甲苯侧链光照氯化生成二氯苄， 控制三氯苄的生成量，通过精馏分离除去一氯苄( 循环套用)，水解二氯苄含量 高的馏分得到粗苯甲醛 ,经蒸馏得高纯度的苯甲醛产品（≥99.5%）。 文章（《苯甲醛生产技术剖析》邵洪根）详细给出了生产流程及流程中的重 要控制点。
二、甲苯液相氧化法 1. 钴盐为催化剂、溴化物为催化助剂、空气为氧源的液相氧化工艺
此工艺中苯甲醛作为副产物生产，经常出现在以甲苯为原料生产己内酰胺（意大利SNIA工艺）、苯甲酸的工艺流程中。国外早已工业化，国内没有使用此法将苯甲醛作为主产品的生产厂家。 优点：产品不含氯，应用范围广 缺点：氧化工艺不好控制，甲苯很容易被过度氧化成苯甲酸；产品中杂质较多，除苯甲醇、苯甲酸外还存在苯甲酸苄酯等酯类化合物。而且，甲苯的单程转化率不超过20%，若要提高苯甲醛的选择性还需要进一步降低甲苯转化率到个位数水平，增加了生产中的动力消耗 改进措施： A．可以通过加入惰性气体的方式控制氧源中氧气的浓度防止过度氧化 B．降低反应温度，减少物料在反应器中的停留时间 C．在反应体系中加入一种或多种脂肪族或芳香族的含氮化合物，提高苯甲醛在反应产物中的分布 2. 三氧化二锰法绿色氧化工艺 利用二氧化锰在 650 ℃下灼烧得到三氧化二锰，使用该原料与中等浓度的硫酸与甲苯在反应器内进行固、油、水三相反应，甲苯氧化成苯甲醛。油相蒸馏回收，分离出苯甲醛成品和没有反应的甲苯，甲苯用于循环使用；水相经活性炭吸附处理循环使用；固相副产物( 主要是硫酸锰) 可作为成品出售。用此方法制备苯甲醛的最高收率为 91%。 此法是甲苯间接电氧化法的改进版，是一种具有挑战性的方法。
学生姓名：小田田学号：专业班级： 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013年4月24日实验地点： 同组学生姓名：指导教师：实验成绩： 实验八：苯甲醇和苯甲酸的制备 一、实验目的 1．学习由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的原理和方法。 3．进一步掌握萃取、洗涤、蒸馏和干燥等基本操作。 二、产品介绍 苯甲醇是最简单的芳香醇之一，可看作是苯基取代的甲醇。在自然界中多数以酯的形式存在于香精油中。中文别名苄醇;。苄醇是极有用的定香剂，用于配制香皂；日用化妆香精。但苄醇能缓慢地自然氧化，一部分生成苯甲醛和苄醚，使市售产品常带有杏仁香味，故不宜久贮。苄醇在工业化学品生产中用途广泛；医药；合成树脂溶剂；可用作尼龙丝；纤维及塑料薄膜的干燥剂，染料；纤维素酯；酪蛋白的溶剂，制取苄基酯或醚的中间体。同时，广泛用于制笔（圆珠笔油）；油漆溶剂等。 苯甲酸为具有苯或甲醛的气味的鳞片状或针状结晶，具有苯或甲醛的臭味。在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸是弱酸，比脂肪酸强。它们的化学性质相似，都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应，主要得到间位取代产。 三：反应式 主反应： CHO + NaOH 2 CH2OH + COONa COONa + HCl COOH + NaCl 副反应：CHO COOH +O2
学生姓名：小田田学号：专业班级： 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013年4月24日实验地点： 同组学生姓名：指导教师：实验成绩： 四：主要试剂及产品的物理常数 五：试剂与仪器 1、主要仪器 ： 125mL 圆底烧瓶、分液漏斗，蒸馏装置、烧杯等。 2、主要试剂规格及用量：
实验报告 课程名称： 化工专业实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 乙苯脱氢制苯乙烯 实验类型： 同组学生姓名： 一．实验目的 1.了解以乙苯为原料，氧化铁为催化剂，在固定床单管反应器种制备苯乙烯的过程。 2.学会稳定工艺操作条件的方法。 3.掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率，选择性，收率及反应温度的关系，找出最适宜的反应温度区域。 4.学会使用温度控制和流量控制的一般仪表，仪器。 5.了解气相色谱分析及使用方法。 二．实验原理 1.本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2.影响本反应的因素 （1）温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应，?H 0＞0，从平衡常数与温度的关系式 可知，提高温度可增大平衡 常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp ＝Kn=γ ???? ? ??∑i n P 总可知，当?γ＞0时，降低总压P 总可使Kn 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力（高温反应无法采用负压操作，可以通入惰性组分使分压下降）有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3.催化剂 本实验采用GS-08催化剂，以Fe ，K 为主要活性组分，添加少量的IA ，IIA ，IB 族以稀土氧化物为助剂。 三．实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程，用Microsoft Visio 软件绘制见下图： 1 34 2 水
万方数据
万方数据
过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究 作者：冯冬然， 张光霞， 殷利河， 边延江 作者单位：廊坊师范学院,河北,廊坊,065000 刊名： 廊坊师范学院学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF LANGFANG TEACHERS COLLEGE 年，卷(期)：2008,8(6) 本文读者也读过(10条) 1.于丽颖.吉慧杰.王悦虹.YU Li-ying.JI Hui-jie.WANG Yue-hong过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸[期刊论文]-辽宁化工2008,37(12) 2.李贵贤.张烨红.毛志红.范宗良.谭学苓.汪孔照.LI Gui-xian.ZHANG Ye-hong.MAO Zhi-hong.FAN Zong-liang. TAN Xue-ling.WANG Kong-zhao磷钼杂多酸季铵盐催化氧化合成苯甲酸[期刊论文]-化学与生物工程2009,26(7) 3.吴旭.谢鲜梅.WU Xu.XIE Xian-mei乙酸存在下钴铝类水滑石催化氧化苯甲醛合成苯甲酸[期刊论文]-太原理工大学学报2010,41(2) 4.谢鲜梅.吴旭.杜亚丽.严凯.王志忠.XIE Xian-mei.WU Xu.DU Ya-li.YAN Kai.WANG Zhi-zhong镍铝类水滑石在乙酸介质下催化氧化苯甲醛合成苯甲酸[期刊论文]-现代化工2006,26(z2) 5.江秀清.林海昕.林敏.JIANG Xiu-qing.LIN Hai-xin.LIN Min微波辐射相转移催化法合成苯甲酸[期刊论文]-厦门大学学报(自然科学版)2008,47(z2) 6.丁元生.罗志臣.周端文.Ding Yuansheng.Luo Zhichen.Zhou Duanwen Keggin型配合物 [(CH2)5NH2]4SiMo12O40的合成及其催化氧化合成苯甲酸的研究[期刊论文]-精细石油化工2010,27(3) 7.刘春生.严红燕.张少华.罗根祥清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸[期刊论文]-辽宁石油化工大学学报2004,24(2) 8.张静波.张贵荣.钮东方.陆嘉星银电极电催化溴苯与C02合成苯甲酸[会议论文]-2008 9.严红燕.程云.刘春生.姜恒.罗根祥甲烷磺酸铜催化氧化苯甲醛制苯甲酸[期刊论文]-抚顺石油学院学报2003,23(3) 10.谢鲜梅.吴旭.杜亚丽.严凯.王志忠镍铝类水滑石在乙酸介质下催化氧化苯甲醛合成苯甲酸[会议论文]-2006 引用本文格式：冯冬然.张光霞.殷利河.边延江过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究[期刊论文]-廊坊师范学院学报（自然科学版） 2008(6)
气相烷基化法制乙苯的工艺设计
摘要 乙苯是一种重要的化工原料。随着我国国民经济的快速发展，乙苯的需求量也随之而逐年递增。本文主要对气相烷基化法制乙苯进行工艺设计。该工艺以催化裂化干气和苯为原料，采用催化裂化干气制乙苯第三代技术。在现有资料的基础上设计了整个工艺流程，用Auto CAD软件进行绘制、Aspen 11.1软件进行模拟，并对整个流程的物料衡算和能量衡算进行了计算，以换热器的设计为例，进行了设备选型。 关键词：乙苯；催化裂化干气；工艺设计
ABSTRACT Ethylbenzene is an important chemical raw material. With the rapid development of national economy, the demand for ethylbenzene increases year by year. This paper mainly designs the process of ethylbenzene prepared by gas phase alkylation method. The Fluid Catalytic Cracking (FCC) dry gas and benzene are used as raw materials in this process, in which the third generation technology of ethylbenzene prepared by FCC dry gas are used.The entire flow diagram is designed, which are drawn by Auto CAD software and simulated by Aspen 11.1 software. The material and energy balance of the entire process flow are calculated and the selection of equipment such as heat exchanger also is determined. Key Words：Fluid Catalytic Cracking dry gas；Ethylbenzene；Process design
一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 二、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应：氢气 ?117.8kJ/mol 苯乙烯 乙苯+ 副反应：乙烯 苯 ?105.0kJ/mol 乙苯+ ? +-31.5kJ/mol 乙苯+ 氢气 苯 乙烷 乙苯+ +-54.4kJ/mol ? 乙烯 甲苯 氢气 在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应： + ? 2 + + 氢气 乙苯3 二氧化碳 水 甲苯 此外，还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢为吸热反应，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为540~600oC。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。较适宜的水蒸汽用量为：水/乙苯＝1.5/1（体积比）。 （3）空速的影响
乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为止。 3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 三、实验装置及流程 实验装置及流程如图1所示。 图1乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图 1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶 四、反应条件控制 汽化温度300oC，脱氢反应温度540～600oC，水：乙苯＝1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5ml/min，蒸馏水0.75ml/min（50ml催化剂）。
综述：苯甲酸的合成方法 摘要：本文从催化剂的分类来介绍苯甲酸的合成方法，总共有两大类方法：一类是有机催化剂催化有机物合成苯甲酸，另一类是无机催化剂催化有机物合成苯甲酸。 关键字：苯甲酸的合成方法 有机催化剂 无机催化剂 0.前言 苯甲酸是一种重要的化工原料，主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂、染料中 间体、农药、增塑剂、医药、香料等，还可用作钢铁设备的防锈剂。苯甲酸可以由甲苯的氧化，苯甲醇的氧化，苯甲醛的氧化制备。工业上苯甲酸的合成大致可以分为两类：一类是用有机催化剂催化有机物合成，另一类是用无机催化剂催化有机物合成。 1.有机催化剂催化 对于甲苯氧化制备苯甲酸，李涛等人以不同钴基吡唑配合物为催化剂进行甲 苯氧气液相氧化反应，发现)5,3(,'二甲基吡唑二--N N 溴化钴在甲苯氧化反应中具有较好的催化反应活性，比乙酸钴催化性能更好。[1] 对于苯甲醇，孙晓云等人用甲基三辛基氯化铵和钨酸钠一步法合成甲基三辛 基季铵钨酸盐离子液体112231783])()[(O W H C n N CH -，以该离子液体为催化剂，在无反应溶剂条件下催化过氧化氢氧化苯甲醇生成苯甲酸，并且确定优化条件：反应温度70℃，苯甲醇用量5 mmol ，催化剂用量是底物的0.4％(摩尔分数)，30％过氧化氢用量2 mL ，苯甲醇的转化率可达99％，苯甲酸选择性为98％。[2]郭飞燕等人以质量分数为30％的22O H 作氧化剂，磷钨酸及磷钨酸盐作催化剂催化合成苯甲酸[3] 对于苯甲醛，李贵贤等人采用四丁基溴化铵和磷钼酸反应合成了一系列 Keggin 型磷钼酸季铵盐催化剂，傅立叶红外光谱分析表明，所制备的催化荆具有典型的杂多阴离子结构。将其应用于冰乙酸作溶剂、30％过氧化氢作氧化刺催化氧化苯甲醛制苯甲酸的反应过程中，结果表明，催化荆中各组分在双氧水作用下催化活性较高，任一组分单独作用时催化活性较低，只有当催化剂中季铵盐与磷钼酸配比合适时，催化效果才会最优，其中40122494])[(O PMo H N H C 的催化活性
苯 甲 醛 合 成 苯 甲 酸 材料化学09-1 许军 0901130831 羰基是醛的官能团，也是醛类化合物的反应中心。 苯甲醛的结构式如图1： 羰基C O 作为吸电子的钝化基团（或称间位定位取代基，也称第二类 取代基），通过吸电子共轭效应和诱导效应都能够使苯环上的电子云密度降低，因而降低了苯环上亲电取代反映的活性，即钝化了苯环 H 图2亲电取代反映的活性。由图（2）亦可看出：电子云密度降低程度较大的位置是在邻位和对位，因此，相对而言，间位上更容易发
生亲电取代反应。苯甲醛中羰基上的碳原子（或直接与苯环相连的原子）为强极性缺电子原子或带有部分正电的原子，这是由于氧原子的电负性(χ)很大，其值为χ=3.5（仅次于电负性最大的F原子的电负性χ=4.0），因此，吸附了大量的电子而致使羰基碳原子上带有大量正电荷，所以，羰基碳原子易被带有一对未共用的电子的亲核试剂进攻，导致π键异裂，形成两个新的σ键，即发生亲核加成反应。
CH O +Y C O +HY 增长： C O +O 2O CHO O +O
⒊苯甲醛没有α活泼氢，可在强碱的作用下发生分子间的氧化还原，结果一分子醛被氧化成苯甲酸，另一分子的醛被还原成苯甲醇。这是一个歧化反应（dismutation reaction），称之为Cannizzaro反应（康尼查罗）。例如：苯甲醛在浓氢氧化钠溶液的作用下，得到等分子的的苯甲酸和苯甲醇： 2 CHO CH Array 2OH COO 反应机理如下图所示：
C H OH O OH CH 2OH COO COOH CH 2O H OH 首先OH ˉ和羰基进行亲核加成，由于氧原子带有负电荷，致使邻位碳原子排斥电子的能力大大增强，使碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子苯甲醛的羰基碳原子上。其中给出氢负离子的叫做授体，接受氢的叫做受体。 虽然反应过程中苯甲酸与苯甲醇同在溶液中，但是二者只在酸性条件下才发生酯化反应。而且，高锰酸钾与硫酸锰在碱性条件下可制得二氧化锰，新制的二氧化锰可将不饱和键上的醇氧化得到相应的醛或酮，不饱和键不受影响， 此处便可将副产物苯甲醇再氧化为苯甲醛，从而得到苯甲酸， 反应方成如下： 2KMnO 44NaOH MnO 43522MnO 2K 2SO 4Na 2SO 4H 2O
苯甲酸和苯甲醛的合成暨Cannizzaro反应作者：段璞 摘要：本文是第四次合成化学实验的实验报告，主要介绍了以苯甲醛为原料进行的Cannizzaro反应制备苯甲酸与苯甲醇的方法。反应后通过萃取分离苯甲酸与苯甲醇，并分别运用重结晶和加压蒸馏提纯两产物。本次实验投放原料苯甲醛10mL（10.4g，0.1mol），共制得提纯产物苯甲酸4.38g、苯甲醇3.68g。 实验原理： 无-α-氢的醛（如芳香醛、甲醛等）在浓碱的作用下发生歧化反应，一分子醛失去氢被氧化为酸，而另一分子醛得到氢而被还原为醇，此反应即为Cannizzaro反应。 如本次反应中使用的苯甲醛歧化反应： Cannizzaro反应的实质是羰基的亲核加成。反应的机理是OH-对一个醛分子的羰基进行亲核进攻生成负离子，此负离子使原来醛基上的氢带着一对电子对另一分子芳香醛进行亲核加成。反应机理如下：
由于第一步反应为可逆反应，且平衡偏向反应物一侧，所以Cannizzaro反应需要非常高的碱度，常用过量一倍以上的浓度为50%的强碱。本次反应中使用了10g氢氧化钠（0.25mol，即2.5当量）。 利用产物苯甲酸与苯甲醇在碱性溶液与乙醚中溶解度的不同（苯甲酸以苯甲酸盐的形式存在于碱液，而苯甲醇主要存在于乙醚）达到分离两种产物的效果。接着利用未反应完全的苯甲醛易与亚硫酸氢钠反应生成α-羟基苄磺酸钠，从而达到与苯甲醇分离的效果。反应机理如下： 实验操作及现象： 1.于150mL锥形瓶中称取10g氢氧化钠（0.25mol）加入10mL水。溶解并冷却至室温后， 边振摇边加入10mL苯甲醛（10.4g，0.1mol）。加完后用称量纸封口，剧烈振摇，充分混合，数分钟后，原料凝结成固体，呈现微黄色，后逐渐变为淡粉色。于避光处放置两礼拜。 2.取适量水溶解，转移至分液漏斗，乙醚萃取3次，每次25mL。初次醚层呈红褐色，水 层微浑浊，萃取若干次后基本澄清。合并醚层，倒入分液漏斗中，先用10mL饱和亚硫
苯甲醛的制备 一.产品性质： 甲醛广泛存在于植物界，特别是在蔷薇科植物中，主要以苷的形式存在于植物的茎皮、叶或种子中，例如苦杏仁中的苦杏仁苷。苯甲醛天然存在于苦杏仁油、藿香油、风信子油、依兰依兰油等精油中。有时也称苦杏仁油。纯品是无色液体。 物理性质：外观与性状：纯品为无色液体，工业品为无色至淡黄色液体，有苦杏仁气味。熔点(℃)：-26, 相对密度（水=1）：1.04, 沸点(℃)：179.62℃（1.33kPa）, 相对蒸气密度（空气=1）：3.66, 分子量：106.12, 饱和蒸气压(kPa)：0.13(26℃), 折射率：1.5455, 闪点(℃)：64°, 引燃温度(℃)：192, 溶解性：微溶于水，约为0.6wt（20°C）可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿。 化学性质:苯甲醛的化学性质与脂肪醛类似，但也有不同。苯甲醛不能还原费林试剂；用还原脂肪醛时所用的试剂还原苯甲醛时，除主要产物苯甲醇外，还产生一些四取代邻二醇类化合物和均二苯基乙二醇。在氰化钾存在下，两分子苯甲醛通过授受氢原子生成安息香。苯甲醛还可进行芳核上的亲电取代反应，主要生成间位取代产物，例如硝化时主要产物为间硝基苯甲醛。由乙醇胺盐酸盐环合、中和可生成六水哌嗪。苯甲醛在浓碱溶液中进行歧化反应（康尼查罗反应，Cannizarro反应）：一分子的醛被还原成相应的醇，另一分子的醛与此同时被氧化成羧酸盐。此反应的速度取决于芳环上的取代基。 二．产品的用途： 1.苯甲醛能进行亲核加成、羟醛缩合、康尼察洛反应、潘金反应、硝化和氯化等系列反应，衍生成许多化工产品，在医药、香料、农药和染料等工业中用途甚广。 2.苯甲醛用于制造医药品，如苯基氨基乙酸、N-甲基-2-甲基呋喃胺的硫酸盐、2-苯基苯并咪唑、麻黄素和氯霉素。
苯甲醇和苯甲酸的制备实验 一、实验原理 利用坎尼扎罗（Cannizzaro）反应由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。 坎尼扎罗反应是指无α－活泼氢的醛类在浓的强NaOH或KOH水或醇溶液作用下发生的歧化反应。此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子醛被氧化成羧酸（在碱性溶液中成为羧酸酸盐），另一分子醛则被还原成醇。 主反应： 机理：醛首先和氢氧根负离子进行亲核加成得到负离子，然后碳上的氢带着一对电子以氢 负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。 二、反应试剂、产物、副产物的物理常数
三、药品 四、实验流程图 五、实验装置图
图1 磁力搅拌器图2 分液漏斗的振摇方法图3 分液漏斗图4 抽滤装置 六、实验内容 往锥形瓶中加 12.0g(0.21mol)氢氧化钾和12ml水，放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。在搅拌的同时分批加入新蒸过的苯甲醛，每次加入2-3ml，共加入13.5ml(约14g，0.13mol)。加后应塞紧瓶口，若锥形瓶内温度过高，需适时冷却。继续搅拌60min，最后反应混合物变成白色蜡糊状。 (1)苯甲醇 向反应瓶中加入大约45ml水，使反应混合物中的苯甲酸盐溶解，转移至分液漏斗中，用45ml 乙醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。保存水溶液留用。 依次用15ml25%亚硫酸氢钠溶液及8ml水洗涤乙醚溶液，用无水硫酸镁干燥。水浴蒸去乙 醚后，继续蒸馏，收集产品，沸程204-206℃，产率为75%。 纯苯甲醇有苦杏仁味的无色透明液体。沸点bp=205.4℃，折光率=1.5463。 (2)苯甲酸 在不断搅拌下，往留下的水溶液中加入浓盐酸酸化，加入的酸量以能使刚果红试纸由红变 蓝为宜。充分冷却抽滤，得粗产物。 粗产物用水重结晶后晾干，产率可达80%。 纯苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点mp=122.4℃。 （一）制备阶段 1.准备锥形瓶：一只100ml锥形瓶。 2.加药品与歧化反应：向锥形瓶中加 12.0g氢氧化钾和12ml水，向瓶内放入一只搅拌子， 然后将锥形瓶放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。在搅拌的同时分批加入新蒸过的苯甲醛，每次加入2-3ml，共加入13.5ml(约14g，0.13mol)。加后应塞紧瓶口，若锥形瓶内温度过高，需适时冷却。继续搅拌60min，最后反应混合物变成白色蜡糊状。 【为避免歧化反应过快产生大量热量，造成温度过高增加氧化副反应，故需将苯甲醛分几批加入】 （二）后处理阶段 1.分离苯甲醇 （1）加水溶解：向反应瓶中加入大约45ml水，使反应混合物中的苯甲酸盐溶解，转移至 分液漏斗中。 【在磁力搅拌器上尽量搅拌时间长一些，以保障苯甲酸钾盐充分溶解在水中，减少与苯甲 醇分子的包裹，有利于下一步的乙醚萃取】